Kernfusion

[HMS Fearless]

Hallo Leute,

Ich hätte da ein paar Fragen zu ITER.
1. Wieso können wir das im Reaktor entstehende Plasma nicht direkt als Energielieferant benützen, sondern müssen den Umweg über Turbine und Generator machen?

so weit ich weiss gibt es eine andere Möglichkeit:
Das Plasma steht mit dem Magnetfeld, welches es im Zaum hällt in Wechselwirkung. wenn die Energie im Reaktor hoch genug ist, kann man über die Elekrotmagnete, welche das Magnetfeld erzeugen direkt Energie abführen.

Das mann allerdings die Abwärme zusätzlich nutzt halte ich nur für vernünftig.

[lordhasen]

ich habe eine frage in wie weit hilft Wendelstein 7-X ? Wikipedia der fusions forschung ?

[FirstBorg]

Der Wendelstein ist im Vergleich zum Iter ein Stellerator, und kein Tokamak. In letzterem macht man nur gepulste Fusion, während es im Stellerator theoretisch möglich ist kontinuierliche Fusion zu haben. Allerdings weiss ich nicht wie da die aktuelle Forschungslage ist.

[horstfx]

Trägheitsfusion zur Energieerzeugung? Energie: Auf dem Weg zur Kernfusion - Golem.de

Ich dachte das wäre technisch nicht machbar.

[Schlachti]

Im Gegenteil. Trägheitsfusion ist die einzige Art der Fusion die schon mit positiver Energieausbeute realisiert worden ist. Wasserstoffbomben funktionieren nach dem Prinzip

Gibt es eigentlich auch irgendwas neues über den Polywell-Reaktor? Er scheint ja ein sehr interessantes Konzept zu sein, vor allem weil er relativ klein sein könnte.

[horstfx]

Es ist kein Fusionsreaktor, sondern ein Fusionsantrieb, aber wenn er wie geplant funktioniert könnte er eine bedeutende kernfusionsbasierte Anwendung werden:
Raumfahrt: Mit Kernfusion in drei Monaten zum Mars - Golem.de

Gibt es eigentlich auch irgendwas neues über den Polywell-Reaktor? Er scheint ja ein sehr interessantes Konzept zu sein, vor allem weil er relativ klein sein könnte.

Das dürfte nur die US Navy wissen. Die stecken zur Zeit doch hinter dem Projekt.

[Mayday]

[Guide] Kernfusion

KERNFUSIONSGUIDE

Dieser Beitrag soll ein Allgemeinwissen vermitteln. Als ich mich für dieses Themen zu interessieren begann, tendierte mein Wissen gegen Null, oder einfach nur das was ich ab und an aus Medien zur Kenntnis nahm.

Beispiel ITER; wenn wir über Fernsehen und Zeitungen etwas davon hören, dann geht es entweder um Geldfragen oder um kurze Abhandlungen zum Prinzip, das nur die Oberfläche, wenn überhaupt, ankratzt "Aha die Sonne auf Erden, 100 Millionen Grad, Spulen und Magnete, ein riesen Ding, tolle Sache drücken wir die Daumen."

Das reichte mir aber nicht als Info..was ist ein Plasma, warum diese Temperatur, was passiert genauer bei der Fusion usw. ein grosser Teil meiner Fragen, fand ich in Wikipedia, in wissenschaftlichen Berichten (die ich nicht immer alle verstand), oder allgemein irgendwo im Inet. Als ich dann soweit war, das grobe verstanden habe, dachte ich es sei eine gute Idee meine Infos hier wiederzugeben.

Für einen Physiker oder allgemein jemanden der es vertieft wissen will, sind meine Beiträge nicht gedacht. Es ist für alle Anderen, die einfach nur etwas mehr darüber Erfahren möchten und sich so all das Nachschlagen sparen können. Es ist keine wissenschaftliche Arbeit, unpräzise Formulierungen und Fehler sind nicht ausgeschlossen, ich bitte euch mich direkt darauf anzusprechen, damit ich diese ggf. korrigieren kann.


Teil1: Einleitung
Kernfusion auf der Erde ist möglich: Die 57 Megatonnen „Zar-Bomb“ ist die grösste jemals gezündete Wasserstoffbombe. Als Zünder wurde eine Atombombe verwendet. Bei der Kettenreaktion setzt die Kernspaltung hohe Mengen an Energie frei. Im Kern entstehst ein enormer Druck und eine Temperatur von über 100 Millionen Grad, dabei beginnt das Wasserstoffisotop "Tritium" zu fusionieren, was die Sprengkraft nochmals steigert. Der grelle Blitz zu Beginn der Detonation ist charakteristisch der einer Fusionsbombe. Die Zar-Bombe (mit 57 Mt TNT die größte menschgemachte Explosion): Die Zar-Bombe (mit 57 Mt TNT die größte menschgemachte Explosion) - YouTube

Nun mag sich einer Fragen ob die weitere Erforschung der Kernfusion nicht unseren Untergang besiegen würde? Ich sage Nein, denn die „Kernfusionsbombe“ ist bereits erfunden und liesse sich bereits heute beliebig nach oben skalieren. Das lässt sich nicht mehr ändern. Es ist jedoch nun endlich an der Zeit, diese geballte Energie für zivile Zwecke nutzbar zu machen. Wer die kontrollierte Fusion beherrscht, muss sich kaum mehr Energiesorgen machen und das globale Treibhausgasproblem wäre gelöst.

Eine Kernfusion auf der Erde kann immer nur dann aufrecht erhalten werden, wenn genügend externe Energie zugeführt wird. Ein Kernfusionsreaktor liesse sich immer und jederzeit vollständig abschalten. Das ist ein fundamentaler Unterschied zur Kernspaltung. Uranstäben müssen in einem AKW auch weiterhin gekühlt werden, selbst wenn das Kraftwerk „heruntergefahren“ wurde.

Angenommen die externe Energiezufuhr kann nicht unterbrochen werden, stoppt eine Kernfusion augenblicklich wenn das heisse Fusionsplasma die Reaktorwand berührt, da sich dann abkühlt. Fusionskraftwerke sind sicher, da kann nichts „durchbrennen“

Entsteht radioaktiver Abfall?
Uran existiert nicht in reiner Form, es ist muss aus Steinen gelöst werden. Um einen einzigen Uranstab herzustellen, werden hunderte Tonnen an uranhaltigen Steinen benötigt. Die Steine werden zerkleinert und das Uran anschliessend mit Hilfe von Chemikalien aus den Steinen gelöst. Ein Uranstab ist gewissermassen ein Uranderivat. Die Steine werden in Minen mit Maschinen gefördert unter Einsatz von fossilen Brennstoffen (Diesel/Benzin)

Bei Kernfusion ist das anders. Als Brennmaterial werden fast unerschöpfliche leichte Elemente; wie Wasserstoff, Deuterium, Tritium usw. verwendet. Während der Kernfusion selbst tritt Strahlung auf, aber wird der Reaktor abgeschaltet bleibt kein/wenig strahlendes Brennmaterial zurück. Das innere einer Anlage wird mit der Zeit radioaktiv. Die Halbwertszeiten sind jedoch gering, so dass es keine Jahrzehnte dauert bis wieder ein normalisiertes Niveau erreicht ist.

Damit wir Vorgänge verstehen können, ist eine Reise bis an die Grenze unseres Universums bis hin zu den kleinsten Teilchen interessant. Diese Reise hat nicht direkt mit Kernfusion zu tun, aber verschafft einen guten Überblick. Nachfolgend empfehle ich den folgenden Film von Professor Harald Lesch: https://www.youtube.com/watch?v=PffM1z-cMQ8

Wir beschäftigen uns nun mit Atomen und unserem Periodensystem. Wie bereits aus dem Film hervorgeht, ist ein gutes Modell die Urknalltheorie. Angelpunkt dieser Theorie ist die Annahme, dass am Anfang kein Raum und Zeit und keine Materie existiert hat, sondern nur pure Energie. Nach dem Knall, entstand Raum und Zeit und Materie verteilte sich im Raum homogen.

Die einfachste sichtbare Materie ist Wasserstoff [H], bestehend aus nur einem Proton und einem Elektron. Aus der homogenen Verteilung des Wasserstoffs im Universum, begannen sich mit der Zeit Ansammlungen/Verdichtungen von Wasserstoff zu bilden, infolge der immer wirkenden Schwerkraft. Eine Gaswolke die sich immer weiter verdichtet, bis Druck und Temperatur so hoch wurden, dass Wasserstoff zu Helium fusionieren konnte.

Nun sind wir bei unserer Sonne angelangt, die bereits vier Milliarden Jahre besteht und vermutlich noch weitere vier Milliarden Jahre Wasserstoff in Helium Fusionieren wird. Ist ihr Wasseroff aufgebraucht, wird sie Helium zum nächst schweren Element Fusionieren usw. spätestens bei Eisen stoppt der Fusionsprozess.

Elemente die schwerer sind als Eisen, werden nicht durch eine "selbst erhaltende" Sternenfusion erbrütet, hierzu bedarf es die Zuführung externer Energie. Aus diesem Grund kommen Edelmetalle auf der Erde, wie auch im Universum, nur in geringen Mengen vor.

Wie aber entstehen schwerere Elemente als Eisen? Durch externe Energie! Ist die Fusion auf der Sonne zu Ende, gibt es keine Kraft mehr welche von innen heraus nach aussen drückt. Die Gravitation gewinnt; die Materie wird auf den Sonnenkern fallen, die Sonnne schrumpft, wird komprimiert und eine schwere tote kleinere Sternenleiche bleibt überig. Beim Aufprall auf den Sonnenkern wird enorme Energie frei, so dass die Tmperatur und Druck hoch genug ist, dass schwerere Elemente als Eisen entstehen können.

Bei Edelmetallen auf der Erde wird davon ausgegangen, dass diese entstanden, als die Erde noch ein heisser glühender Ball war und Impaktoren die Erde trafen, dadurch können schwerere Elemente entstanden sein. Uran z.B. ist ebenso ein Element dieser Geschichte, diese übergrossen schweren Atomkerne entstanden durch einwirken von grossen Mengen externer Energie.

Kernfusion treibt alle Sterne an im Universum (nicht die Kernspaltung). Kernfusion ist der heilige Gral der Energiegewinnung und das motiviert uns.


Teil2: Das klassische Atommodell
Wie in jeder Grundschule es uns vermittelt wurde, besteht in der klassischen Physik der Kern eines Atoms aus mindestens einem positiv geladenen "Proton" und ggf. aus einem oder mehreren neutralen "Neutronen". Der Atomkern macht über 99% der Masse eines Atoms aus. Ein Atom hat im Normalfall ein oder mehrere Elektronen welche sich in Kreisbahnen um
den Atomkern bewegen.




Was sind „Elemente“?
Der Baustein aller Materie. Flüchtige Elemente sind Gase wie Wasserstoff, Helium, Sauerstoff usw. Feste Elemente ist alles andere wie Eisen, Nickel, Kupfer, Quecksilber, Blei usw. bis hin zu den schwersten Elementen wie Uran.

Nur die Anzahl Protonen definieren die Elemente. Umso mehr es sind desto schwerer ist das Element. Im Periodensystem haben wir alle Elemente anhand der Anzahl von Protonen dargestellt. Z.B. Element Nr. 24 ist Chrom mit der Kurzbezeichnung "Cr" Das Atom enthält 24 Protonen. Wasserstoff ist das leichteste Element mit der Ordnungszahl 1, es enthält nur ein Proton.


Was sind Isotope?
Vielleicht ist euch aufgefallen das im obigen Periodensystem Atime wie z.B. Tritium oder Deuterium nicht vor kommen. Im Periodensystem sagt die anzahl Protonen aus, um welches Element es sich handelt. Wasserstoff hat immer nur ein Proton, hat es zwei, ist kein Wassertoff mehr. Wasserstoff [H] kann jedoch ein oder mehere Neutronen haben, in diesem Fall spricht man von einem Wasserstoffisotop. Einfach formuliert; Isotope sind Abgewandelte Elemente mit gleicher Protonenzahl aber mehr oder weniger Neutronen als das ursprüngliche Element. Fast jedes Element im Periodensystem hat ein/zwei oder drei Isotope. Isotope sind oft instabiler und können schneller zerfallen. Tritium z.B. ist nicht sehr stabil, zwei Neutronen sind etwas arg viel. Ein Neutron kann sich vom Atomkern lösen, was Strahlung verursacht. Tritium ist ein Element das leicht strahlt.


Was sind „Moleküle“?
Moleküle ist ein Zusammenschluss aus mehreren Atomen. Ein Atom alleine ist fast nichts und kommt selten alleine vor. Hält man ein Gramm Gold in der Hand, besteht das Gold aus Millionen von Goldatomen, die ihrerseits untereinander verbunden sind, sonst würde das Material nicht zusammen halten.

Wie sieht die Verbindung zwischen Atomen aus, was hält Moleküle zusammen?

Die Hauptrolle spielen dabei die Elektronen. Atome versuchen immer einen homogenen Zustand zu erreichen, das tun sie indem sie Elektronen einfangen oder Abgeben. Hat ein Atom zu wenige Elektronen, also einen Mangel, versucht es welche zu kriegen. Verbinden sich zwei oder mehrere Atome an der Elektronenhülle, wird von einem Molekül gesprochen. Molekül ist ein anderes Wort für Teilchen.

Die Verbindung von Atomen nennt man chemische Bindung. Das hat noch nichts mit Kernspaltung oder Fusion zu tun. Die Atomkerne bleiben wie sie sind, es versammeln sich nur gleiche oder verschiedene Atome, die durch eine schwache Kraft verbunden sind und ein Molekül bilden oder Molekülketten. Welche Atome mit welchen anderen Atomen zusammen kommen und welche sich wie und wann trennen, ist der Grundstein der Chemie.

Bauen wir uns einfach ein Molekül gedanklich
Nehmen wir an, wir haben 2 Wasserstoffatome und 1 Sauerstoffatom. Können wir die Teilchen chemisch, also an den Elektronenhüllen miteinander verbinden was haben wir dann? Genau Sauerstoff! Die chemische Formel lautet H2+O--> das wird ohne + geschrieben --> "H2O"


Kunstoffe z.B. sind grosse Moleküle, bestehend aus vielen verschiedenen Atomen die sich zu einem Molekül vereint haben.

Beispiel
Betrachten wir PVC Kunstoff, was ist das? PVC steht für "Polyvinylchlorid" Das ist ein Kunstname und stammt nicht aus der Physik. Aus was besteht PVC? Die chemische Bezeichnung von PVC lautet: CH2CHCl

Das ist der Name des Moleküls, damit lässt sich arbeiten. Was bedeutet dieser Term? Nehmen wir es auseinander!
CH2CHCl --> C und H2 und C und H und Cl

All diese Elemente sind im Periodensystem zu finden:
C= Kohlenstoff
H2= Wasserstoff (2 Atome)
H= Wasserstoff (1 Atom)
Cl= Chlor

Was sind „Ionen“?
Hört sich kompliziert an, aber ist es nicht und lässt sich einfach erklären. Ich zitiere die ersten Sätze aus Wikipedia:
Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom oder Molekül. Atome oder Moleküle haben im neutralen Zustand genau so viele Elektronen wie Protonen. Elektrische Ladung und damit das Ion, entsteht, wenn ein Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen weniger oder mehr als im Neutralzustand hat. Ionen sind bei Elektronenmangel positiv und bei Elektronenüberschuss negativ geladen.“

Zusammenfassend: Ionen sind Atome die NICHT gleich viele Protonen wie Elektronen haben und sind dementsprechend immer elektrisch geladen!

Was ist „Plasma“?
Ionen und losgelöste freie Elektronen. Wikipedia:
„Ein Gas, dessen Bestandteile teilweise oder vollständig in Ionen und Elektronen aufgeteilt sind."

Elektronen und Atomkerne sind voneinander getrennt und wir spezifizieren hier zusätzlich dass es ein Gas ist. Bei einer Kernfusion auf der Erde wird immer Gas verwendet, deswegen bleiben wir bei Plasma(gas), das reicht uns.

Wichtig! Plasma weist folgende Eigenschaften auf:
-Geladen d.h. elektrisch nicht neutral, es leitet elektrischen Strom!
-Es kann selbst Strom erzeugen (wenn die Teilchen in Bewegung sind!)
-Wo Elektrizität ist, entstehen auch immer Magnetfelder!
-Weil es elektrisch nicht neutral ist, lässt es sich durch Magnetfelder beinflussen, z.B. einschliessen!

...und nun einen Schritt weiter; wir wollen wissen was eine Fusion ist bzw. was die Bedingungen sind damit sie zustande kommen kann.

Teil3: Die Kernspaltung
Eine Kernspaltung findet statt, wenn ein schwerer Atomkern, wie z.B. ein Urankern, unter Freisetzung von Energie in zwei oder mehrere Teile zerfällt. Durch diesen Prozess wird ein Teil der ursprünglichen Masse in Energie umgewandelt, - in Übereinstimmung mit der Gleichung E = mc2.

Die Idee, dass es vielleicht einen Weg geben könnte die Energie welche in einem Atom eingeschlossen ist, freizusetzen benötigte Zeit bis sie akzeptiert wurde. Einstein selbst war der Meinung das dies niemals geschehen würde und der bedeutende Atomphysiker und Entdecker des Atomkernes, Ernest Rutherford, sagte in einer Rede in England im Jahre 1933

Die Energie welche beim Spalten eines Atoms freigesetzt wird ist eher armselig! Jedermann der sich aus dieser Umwandlung der Atome eine Energiequelle verspricht redet Blödsinn.

Ernest Rutherford (1871-1937)
Der Entdecker des Atomkerns

Jedoch, innerhalb von nur 10 Jahren wurde der erste Kernreaktor der Welt gebaut und Mitte der 1950er Jahre begannen Kernkraftwerke damit Elektrizität für die industrielle und häusliche Nutzung zu liefern.

Die Kernspaltung ist mit vielen verschiedenen sogenannten schweren Elementen machbar, aber diese Seite befasst sich ausschließlich mit Uran als Beispiel. Wir beginnen damit zu erklären wie die Spaltung stattfindet und danach sehen wir uns einige Beispiele für die Anwendung an.

Isotope und Halbwertzeit
Wie wir bereits wissen, wird ein Element bestimmt wird durch die Anzahl der Protonen in seinem Kern (siehe Periodensystem) Kohlenstoff enthält 6 Protonen, aber es kann durchaus eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen besitzen. Wenn wir die Anzahl der Protonen und der Neutronen addieren erhalten wir die die Isotope, z.B. Carbon-11 oder Carbon-14 (Carbon = Kohlenstoff). Jedoch auf jeden Fall hat Kohlenstoff immer exakt 6 Protonen!

Ebenso wie unterschiedliche Kohlenstoffisotope gibt es auch unterschiedliche Isotope des Urans. Die am häufigsten vorkommenden Uran-Isotope sind Uran-238 (99,3%) und Uran-235 (0,7%) In beiden Fällen haben wir 92 Protonen im Kern und das Gros des Isotops besteht aus Neutronen. Uran-238 ist ein sog. stabiles Isotop d.h. ein radioaktiver Zerfall tritt nur sehr selten auf. Uran-235 zählt ebenso zu den stabilen Isotopen, jedoch kommt es hierbei etwas regelmäßiger zu einem radioaktiven Zerfall.

Lasst euch nicht verwirrend, es ist ganz simpel: Isotope werden auch als Nuklide bezeichnet, es sind Elemente die mehr oder weniger Neutronen enthalten als im Urzustand. Es geht hier nur um die Neutronenanzahl, an den Protonen ändert sich ja nichts, die Ordnungszahl im Periodensystem bleibt identisch und die Protonenanzahl ist massgeblich um welches Element es sich handelt, aber die Masse kann sich verändern wenn ein Element mehr Neutronen enthält und somit als Isotop bezeichnet wird. Fast jedes Element im Periodensystem kann zu einem oder mehreren Isotop werden und es gibt stabilere und weniger stabilere Isotope. Instabile zerfallen nach einer gewissen Zeit in ein anderes Element. Es gibt hierzu einen verständlichen Wikipediaeintrag: Isotop ? Wikipedia

Alle Atome zerfallen. Manche unglaublich schnell (in weniger als einer Milliardstel Sekunde), andere brauchen sehr, sehr lange (wohl 1031 Jahre für Wasserstoff). Wir können nicht genau sagen wann ein bestimmtes Atom zerfällt. Wir können jedoch statistische Methoden benutzen um vorherzusagen wie lange es dauert bis eine bestimmte Menge an Atomen eines bestimmten Typs zur Hälfte seiner ursprünglichen Menge zerfallen ist. Das ist sie sogenannte Halbwertzeit eines Elementes.

So hat zum Beispiel Carbon-14 eine Halbwertzeit von 5‘730 Jahren. Das bedeutet wenn wir einen Kanister voll mit Carbon-14 hätten und diesen für 5‘730 Jahre im Regal stehen lassen würden wäre nach dieser Zeit die Hälfte davon in ein anderes Element (Stickstoff-14) zerfallen. Uns würde also nur noch die Hälfte der ursprünglichen Menge an Carbon-14 zur Verfügung stehen. Nach weiteren 5‘730 Jahren hätte sich diese Übrige Menge an Carbon-14 wiederum halbiert und so weiter und so weiter...

Lässt man das Wasser weg, was den grössten Anteil ausmacht, bestehen wir primär aus Kohlenstoff-Atomen. Wir Menschen sind tatsächlich "Kohlenstoffeinheiten", das trifft es ziemlich genau^^

Kernspaltung mit Uran-235
Uran-235, obwohl weniger stabil als Uran-238, ist immer noch ein ziemlich stabiles Atom. Wenn man es in Ruhe lässt beträgt seine Halbwertzeit 7,1 x 108 Jahre. Jedoch, wenn ein Atom Uran-235 von einem Neutron (Symbol n) getroffen wird dann verbindet sich dieses Neutron zuerst mit dem Atom und wandelt Uran-235 somit in Uran-236. Dieses ist ein sehr instabiles Isotop und zerfällt rasch in leichtere Atome und Teilchen. Diesen Vorgang nennt man induzierte Kernspaltung. Es gibt viele "Kanäle" durch welche Uran235 zerfallen kann. In anderen Worten - es können viele verschiedene Partikel bei diesem Zerfall entstehen. Wir sehen uns hier den häufigsten Fall an, nämlich den Zerfall von Uran-235 in Barium, Krypton und drei Neutronen.

Zuerst schießen wir ein Neutron auf das Uran-235 (U-235) Atom so das es sich mit dem Atom verbindet. Binnen kürzester Frist zerfällt das Uran-235 in ein Atom Barium-141 (Ba-141), ein Atom Krypton-92 (Kr-92) sowie drei Neutronen. Wir können diesen Vorgang schematisch darstellen. Zuerst trifft das Neutron das Uran-235 Atom um ein Uran-236 Atom zu bilden


Im zweiten Schritt zerfällt das neugebildete Uran-236 Atom rasch in ein Atom Barium-141 (Ba-141), ein Atom Krypton-92 (Kr-92) sowie drei Neutronen.

Die neu entstehenden Atome und Partikel verfügen alle über kinetische Energie. Diese Energie stammt aus der Umwandlung von einem Teil der ursprünglichen Atommasse in Energie und kann mit Hilfe der Gleichung E = mc2 gemessen werden.

Die Energiemenge die typischerweise durch den Zerfall eines U-235 Atoms freigesetzt wird beträgt ca. 200 MeV (MeV = Megaelektronenvolt), das entspricht 0.00000000003204 Joule. Das, so scheint es, ist nur eine winzige Menge an Energie. Jedoch ist das immerhin ungefähr eine Million mal mehr Energie als wenn ich ein Benzinmolekül in einem Motor verbrenne. Angenommen ein Tank Benzin reicht mir ca. eine Woche, aber ich könnte nun anstelle von Benzin die Zerfallsenergie aus einem Tank U-235 nutzen, - dann bräuchte ich die nächsten 19000 Jahre nicht mehr zu tanken!

Die Kettenreaktion
Wir haben gesehen das wir ein Uran-235 Atom durch Beschuss mit einem Neutron dazu bringen können zu zerfallen. Bedeutet da nun das wir diese Atome beständig mit Neutronen beschießen müssen um Nutzbare Energie zu erhalten? Nein - wir lassen einfach das Uran die Arbeit für uns machen. In der vorherigen Sektion haben wir gesehen das bei einem Zerfall eines Uran-235 Atoms neben Barium und Krypton auch 3 Neutronen freigesetzt wurden. Diese Neutronen treffen auf andere Uran-235 Atome und regen diese zum Zerfall an, wodurch wiederum je 3 Neutronen freigesetzt werden. Diesen Vorgang nennt man Kettenreaktion.


Alles was wir tun müssen ist genug Uran-235 zusammenzubringen. In diesem Fall müssen wir noch nicht einmal das erste "Zündungs-Neutron" liefern. Denn obwohl U-235 eine sehr lange Halbwertzeit hat, - wenn wir genug dieser Atome auf einem Haufen haben ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß das eines dieser Atome spontan zerfällt und damit die Kettenreaktion in Gang setzt.

Dies wurde erstmalig im Jahre 1942 erreicht, und zwar auf einer ungenutzten Squash-Anlage in den Kellerräumen des Stagg Field Stadions an der Universität Chicago. Graphitziegel, welche U-235 enthielten, wurden kistenförmig aufgestapelt und ein einzelner Graphitziegel wurde langsam in den Hohlraum der "Kiste" eingebracht Dieser einzelne Ziegel war ausreichend um die Kettenreaktion in Gang zu setzen. Mehr und mehr Neutronen wurden als Ergebnis der Kernspaltung freigesetzt. Wenn wir dieses Experiment aus heutiger Sicht betrachten ist es absolut unglaublich das es so überhaupt stattfinden durfte. Jedoch, zur damaligen Zeit wusste man nur wenig über die gesundheitlichen Auswirkungen der Strahlung. Zudem war, mit dem tobenden zweiten Weltkrieg im Hintergrund, die individuelle Unversehrtheit nur zweitrangig gegenüber der Durchführung von solch entscheidenden Experimenten. Die damaligen Wissenschaftler unter der Leitung des brillianten Italienischen (später von den USA eingebürgerten) Physikers Enrico Fermi hatten nicht nur den ersten selbsterhaltenden Kernreaktor geschaffen, sondern wären - falls der einzelne Graphitziegel in den "Haufen" hineingefallen wäre - auch Zeugen der ersten unkontrollierbaren atomaren Kernschmelze geworden!

Atombomben
Am Ende des vorherigen Abschnittes steht das Wort "Kernschmelze". Eine Kernschmelze ist nichts anderes als eine außer Kontrolle geratene Kettenreaktion. Es werden mehr und mehr Neutronen freigesetzt welche mehr und mehr U-235 Atome treffen und zum Zerfall bringen. Dabei entsteht eine ungeheure Hitze welche alles um das Uran herum schmelzen lässt. Eine Atombombe kann man sich als eine blitzschnell ablaufende Kernschmelze vorstellen.
Die Idee einer Atombombe ist eigentlich recht einfach. Sorge dafür das große Mengen von U-235 mit hoher Geschwindigkeit aufeinanderprallen so das eine rasante Kernspaltung eintritt. Dieses kann auf verschiedene Arten erreicht werden., z.B. indem man eine hochverdichtete Menge U-235 im Zentrum einer konventionellen Explosion platziert. Dies verursacht eine "Implosion", d.h. das Uran-235 wird schlagartig extrem zusammengepresst bis zu dem Punkt an dem eine unkontrollierte, rapide Kernspaltung eintritt. Die ungeheure Anzahl der freigesetzten Partikel bahnt sich Ihren Weg in einer gigantischen Explosion, zusammen mit einer Menge Hitze und Licht, welche ebenso durch den Zerfallsprozess freigesetzt werden.

Während des Zweiten Weltkrieges waren konventionelle Bomben mit einer Abart des Explosivstoffes TNT (Trinitotuluol) gefüllt. Das damalige Standardgewicht einer schweren Bombe betrug ca. 450 kg. Die Explosivkraft der beiden im zweiten Weltkrieg eingesetzten Atombomben entsprach hingegen ca. 20 Kilotonnen (20.000 Tonnen) TNT, also grob gesagt, 40.000 konventionellen Bomben auf einen Schlag! Es ist ernüchternd wenn man betrachtet das diese ungeheure Menge an Explosivenergie aus einer Menge an Uran-235 gewonnen wurde, die so gering war das sie in eine Kaffeetasse gepasst hätte.

Atomkraftwerke
Atomkraftwerke - ebenso wie moderne Atombomben - nutzen Plutonium als Brennstoff. Dieses Element ist etwas schwerer als Uran und wird künstlich hergestellt da es in der Natur nicht in den benötigten Mengen vorhanden ist. Plutonium wird hergestellt in dem man Uran-238 mit Neutronen beschießt. Auf diese Art und Weise kann man ca. 99,3% des abgebauten Urans zur Energiegewinnung nutzen. Die Umwandlung von Uran in Plutonium wird oft auch als "brüten" bezeichnet und es werden dafür spezielle Rektoren vom Typ "schneller Brüter" benutzt.
Ein Atomkraftwerk arbeitet vom Prinzip genau so wie jedes andere Kraftwerk auch, nur die Energiequelle ist eine andere. Im allgemeinen werden Stäbe aus spaltbarem Material (Plutonium) ineinander geschoben bis eine kontrollierte Kernspaltung und damit auch Hitzeentwicklung eintritt. Diese Hitze wird zur Erzeugung von Dampf genutzt welcher wiederum Hochdruckturbinen antreibt. Diese Turbinen sind mit den Generatoren verbunden in denen letztendlich der Strom erzeugt wird.

Elektrizität auf diese Art und Weise zu produzieren ist sehr preiswert. In den 1950er Jahren ging man sogar davon aus das - sofern man Kernenergie benutzen würde - Elektrizität so billig zu produzieren wäre das man sie umsonst zur Verfügung stellen könnte! In der Tat ist die eigentliche Produktion von Elektrizität in großem Maßstab durch Verwendung von Kernenergie entsprechend E = mc2 immer noch preiswert. Jedoch hat sich herausgestellt das andere Aspekte dieses Unternehmens sehr teuer sind. Atomkraftwerke haben besondere Probleme die andere - konventionelle - Kraftwerke nicht haben, z. b. extrem hohe Aufwendungen für Sicherheitssysteme oder die unglaublichen Folgekosten bei der Außerbetriebsetzung eines Atomkraftwerks, um nur einige zu nennen. Andererseits haben auch die konventionellen Kraftwerke Ihre spezifischen Probleme, z.B. die hohen Werte an toxischen und ozonzerstörenden Emissionen.

Die Diskussion welches nun die beste Energiequelle ist wird sicherlich noch einige Zeit weitergeführt werden. Bis es soweit ist nutzen die meisten westlichen (und viele der östlichen) Staaten Atomkraftwerke in denen z. Zt. ca. 20% der gesamten elektrischen Energie produziert werden.

E = mc2 Energie aus dem Kern des Atoms


Teil4: Fusionsgrundlagen
Von Fusion wird dann gesprochen, wenn zwei oder mehrere Teilchen (=Atome) aufeinander treffen die Kerne sich miteinander verbinden, so dass ein neues Element daraus entsteht. Unsere Sonne verbrennt Wasserstoff zu Helium, irgendwann ist der Wasserstoff alle und es gibt nur noch Helium, danach verbrennt Helium zum nächst schwereren Element usw.

Diese Vorgänge sind deswegen interessant, weil sie „Exotherm“ sind. Das bedeutet nichts anderes als dass dabei mehr Energie frei wird als investiert werden muss (um den Vorgang am Laufen zu halten) und genau das interessiert uns so brennend

Was bleibt am Ende unserer Sonne übrig wenn alles Gas Fusioniert ist? Ein rel. kleiner schwerer Klumpen aus komprimierten EISEN [Fe] Warum Eisen? Da spätestens bei Eisen eine Fusion stoppt, denn alles unterhalb Eisen ist „Endotherm“ also genau das Gegenteil von "Exotherm", hier muss Energie investiert werden damit es weiter zu noch schweren Elementen fusionieren kann! Wenn extrem schwere Neutronensterne aufeinader prallen, entstehen schwerer Elemente als Eisen es gibt womöglich auch noch andere situationen in denen alles was mehr Protonen hat als Eisen entstehen kann, in jedem Fall aber ist dazu eine enorme Energiemenge nötig die zugeführt werden muss damit dies geschieht. Das ist der Grund weshalb Edelmetalle selten (und teuer) sind! ^^

Fusionsbedingungen
Nun kommen wir zu einem wichtigen Fusionsthema; den Fusionsbedingungen. Ich verweise hier auf eine sehr anschauliche und einfache Videoreihe. Ich bitte euch besonders auf die Fusionsbedingungen zu achten, das Lawson-Kriterium (Gleichung). Es ist eine einfache Gleichung, aber mit enormer Aussagekraft! Sie definiert ob die Bedingungen einer Fusion gegeben sind oder nicht.

Das Video besteht aus fünf Teilen, jeweils unter 10min pro Video.
Kern-Fusion / Trägheitseinschluss / Magnetischer Einschluss Part (1/5) - YouTube
Kern-Fusion / Trägheitseinschluss / Magnetischer Einschluss Part (2/5) - YouTube
Kern-Fusion / Trägheitseinschluss / Magnetischer Einschluss Part (3/5) - YouTube
Kern-Fusion / Trägheitseinschluss / Magnetischer Einschluss Part (4/5) - YouTube
Kern-Fusion / Trägheitseinschluss / Magnetischer Einschluss Part (5/5) - YouTube

Hier noch eine interessante ARTE Dokumentation
Arte - Doku HD - Kernfusion Teil 1 von 3 - YouTube

Ich hoffe es ging hervor wie die Lawsen Bedingungen geschaffen werden können in der Praxis, was magnetischer Einschluss ist, was Trägheitseinschluss ist. Wie das Plasma erhitzt wird bzw. allgemein wie ein Tokamak und eine Laserfusion im Groben funktionieren. Später werde ich darauf zurückkommen.

Teil5: Der Pinch-Effekt
Was genau ein Pincheffekt ist, möchte ich euch hier nun etwas genauer beschreiben, da wir ihn später wieder sehen werden, ist es einer der Kernpunkte.

Das beste Beispiel für einen Pincheffekt ist die Natur; ein Blitz der aus einer Wolke auf den den Boden schlägt durchquert eine Luftschicht. Infolge des starken elektrischen Feldes, können sich die Luftatome ionisieren d.h. die Atome verlieren einen Teil ihrer Elektronen und werden dadurch zu einem ionisierten Gas bzw. es bildet sich ein Plasma dort wo der Blitz die Luft durchquert.

Ein einzelner Blitz kommt selten alleine, da Blitze sich den Weg des geringsten Widerstandes suchen, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein zweiter Blitz einen ähnlichen Weg wählt wie der vorangehende..denn der vorherige hat auf seinem Weg zum Boden die Luft um sich herum ionisiert. Ionisiert bedeutet, dass die Leitfähigkeit verbessert wurde.

Angenommen der Blitz schlägt nun in in ein Haus, in ein Kupferrohr ein (welches z.B. Dachwasser abführt). Was geschieht hier? Das Kupferrohr wird durch die gewaltige elektrische Entladung zusammengequetscht. Dieser Quetsch-Effekt kommt deshalb zu Stande, weil die Entladung ein starkes nach innen gerichtetes Magnetfeld erzeugt, was das Rohr zusammendrückt. Dieser Effekt wird als "Pincheffekt" bezeichnet, genauer Zeta-Pinch.

Ihr seht schon worauf das hinausläuft; Plasma komprimieren ohne Spulen, spart Platz, Material, Gewicht und Geld und lässt sich durch Variation der Entladungsstärke kontrollieren.

Das ist meine Layen-Beschreibung des Pincheffektes. Empfehlenswert ist eine wissenschaftliche Arbeit. wie z.B. eine Masterarbeit in Physik von einem "Reinhart Michael" an der Ruhr Universität in Bochum. Bis Seite vier ist alles was er schreibt einfach und für jeden verständlich der auch nur ein wenig Basisschulphysik mit sich bringt. Ich kann allen empfehlen zumindest diese vier Seiten zu lesen.
Masterarbeit Physik: Entwurf und Realisation eines Pinch-Experiments

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Teil6: Nationale und Internationale Fusions-Grossprojekte
In diesem Teil bringe ich die laufenden Grossprojekte etwas näher. Ich gehe auf die Probleme ein und äussere oft auch meine Sicht der Dinge, meine Kritik. Ich bin nicht gegen Fusion, im Gegneteil, aber im Netz ist oft das Positive zu lesen und kaum geht einer auf die Problematiken ein. Was mich persönlich stört ist, dass kleine Projekte die teils sehr interessant sind, leider nur ein Nischendasein haben. Im Teil 7 zeige ich einige dieser kleinen Projekte, aber lest bitte trotzdem das hier auch noch^^

Laserfusion (Trägheitseinschluss)
In Kalifornien der Vereinigten Staaten steht die grösste Laserfusionsanlage der Welt, die "National Ignition Facility (NIF)"
Nuclear Fusion 500 Terawatt Laser at the National Ignition Facility - YouTube

Die Anlage kann Forschern ein paar Daten für das Verständnis einer Kernfusionen liefern, aber das milliardenschwere Projekt trägt leider kaum etwas zu Lösung unseres Energieproblem bei. Diese Anlage dient dem Militär und ist nie und wird auch nie als Energieerzeugungsanlage verwendet werden können.

Es gibt ein paar simple Gründe weshalb eine Laserfusionsanlage niemals ein Kraftwerk sein kann
-Die Laser müssten mehrfach pro Sekunde "feuern" (gepulst), was technisch nicht geht.[/li]
-Der Brennstoff muss manuell ersetzt werden, eine automatische Treibstoffzuführung ist nicht geplant/realisierbar

Fussballfeldergrosse Laserfusionsanlagen sind technisch interessant, das ist aber leider auch schon alles. Letztens wird das mit Steuergeldern finanziert. Involvierte Wissenschaftler sprechen zwar gerne den kommerziellen Nutzen an, obwohl es kaum einen gibt. Investitionen und Arbeitsplätze müssen auf irgend eine Art gerechtfertigt werden
Laserfusion: National Ignition Facility in den USA muss über die Bücher - Wissenschaft Hintergründe - NZZ.ch


Die Z-Machine
In Albuquerque, New Mexico/USA steht die sogenannte Z-Maschine

Die Anlage ist insofern interessant, weil sie neue Wege geht. Es werden keine Supraleitende Spulen benötigt, kein riesiger Torus und komplexe Bauten wie bei einem Tokomak. Es sieht auf den ersten Blick kompliziert aus, die Anlage ist jedoch kleiner und weniger aufwendig. Hier spielt der Zeta-Pincheffekt die wichtigste Rolle, siehe Teil5!

Für eine sehr kurze Zeitspanne von unter 100 Nanosekunden wird elektrischer Strom von bis zu 20 Millionen Ampere durch ein Netz von Wolframdrähten geschickt. Die Drähte verdampfen Augenblicklich zu einem Plasmagas, dabei ensteht ein Röntgenblitz und ein starkes Magnetfeld was auf eine kleine mit Deuterium-Tritium befüllte Kapsel trifft, diese komprimiert und erhitzt sich, bis es zu einer Fusion kommt.

Da ich wieder mal zu faul um mehr zu schreiben, siehe deutscher Wikipedia Eintrag:
Z-Maschine ? Wikipedia

Wie auch bei einer Laserfusion hat die Z-Machine den grossen Nachteil, dass sie nicht mehrmals pro Sekunde zünden kann wie es für eine Energiegewinnung notwendig wäre; Kondensatoren hätten das Potenzial, aber verdampfte Wolframdrähte und die DT-Kapsel müssen nach jedem "Schuss" ersetzt werden.

Tokamakprinzip, Versuchsreaktor "ITER"
Ich halte es für eine gute Idee etwas genauer auf das Projekt ITER einzugehen und auch mal Bedenken zu Wort kommen lassen. Nachfolgend eine kurzer Bericht. Ich bin nicht generell gegen ITER, aber es gibt berechtigte Zweifel am Projekt: Technische Probleme, explodierende Kosten bzw. Geld andernorts fehlt und der Zeithorizont der zu weit in der Ferne liegt.

Brennstoff bei Iter
Die Sonne Fusioniert reinen Wasserstoff [H], das kleinste Element das wir kennen, es enthält nur ein Proton und ein Elektron. Beim Versuchsreaktor ITER wird nicht reiner Wasserstoff sondern Wasserstoffisotope „Deuterium“ (ein Neutron) und „Tritium“ (zwei Neutronen) verwendet. Nur ein Gramm Deuterium-Tritium Brennstoff setzt ungefähr 90.000 kWh Energie frei, das entspricht der Verbrennung von elf Tonnen Kohle.

Tritium und Deuterium fusionieren und daraus entsteht Helium-4, Hitze und ein schnelles freies Neutron. Das Neutron bleibt nicht im Einschlussmagnetfeld, denn Neutronen lassen sich magnetisch nicht einschliessen da sie neutral sind.

Dieses Neutron schlägt in die Reaktorwand ein, es entsteht Hitze und diese soll mit Wasser das zu Dampf wird, abtransportiert werden. Den Rest kennen wir, Dampf treibt eine Turbine an, die Turbine einen Stromgenerator.


Die Blaupause für einen solchen Reaktor lieferten die russischen Forscher Andrei Sacharow und Igor Tamm bereits im Jahr 1951: den Tokamak-Reaktor.

Wie wird der Einschluss des Deuterium-Tritium Gemisch bei Iter realisiert? Iter hat drei starke Magnetfelder. In der Quersache riesige sog. Toroidalfeldspulen, in der Mitte eine Spule und längs um den Torus Vertikalfeldspulen. Letzteres soll dafür sorgen, dass das Plasma nicht nach aussen gedrückt wird, es soll dadurch stabilisiert werden. Die Spulen sind Supraleiter und müssen dementsprechend gekühlt werden.


Bei der erreichten dichte des Plasmas, werden rund 100 Millionen grad benötigt, damit die Fusion in Gange kommt. Die notwendige Temperatur zu erreichen ist jedoch weitgehend gelöst.

Der Wirkungsgrad, wenn man so will COP, soll bei 1:10 liegen. Faktor 10 bezieht sich jedoch auf die pure Fusionsleistung und nicht auf Heissdampferzeugung inklusive Turbine und Generator-Stromerzeugung. Iter geht nicht ans Netz, eine Stromerzeugung ist nicht vorgesehen.

Kritik
Bis heute ist es nicht gelungen, das Plasma dauerhaft in einem solchen Magnetkäfig einzufangen. Bislang waren die Magneten stets zu schwach, um das Feuer, das die Sterne leuchten lässt, im Fusionsreaktor permanent brennen zu lassen.

Plasma ist nicht stabil, während der Fusion kann es zu Dichteschwankungen kommen, was den Prozess zum erliegen bringen kann. Ob es mit ITER gelingt beliebig lange eine Fusion am Laufen zu halten wird von einigen Wissenschaftlern bezweifelt.

Tritium ist ein leicht strahlendes Element, für Mensch und Tier giftig. Wird eine Dosis von 1mg oder mehr eingeatmet, kann dies tödlich sein, ein sorgsamer Umgang ist notwendig. Allerdings ist die verwendete Menge auch sehr gering, so dass dies dass dieser Umstand nicht sehr schwerwiegend sein wird.

Das grössere Problem aber ist die Herstellung von ausreichend Tritium. Es kann aus dem Kühlwasser von Kernspaltungsreaktoren gewonnen werden, da wir aber von der Kernspaltung weg wollen, fällt diese Option weg. Es soll

Lithium kann mit Neutronen beschossen werden, daraus entsteht ebenfalls Tritium. Die Idee ist, dass das Tritium die Kernfusionsreaktoren selbst herstellen, die Neutronen welche während der Fusion entstehen hierfür benutzt werden.

Tritium wird jedoch in Wasserstoffbomben verwendet. Steigt die weltweite Tritium-Produktion, ist dies meiner Meinung auch eine gewisse Gefahr für menschlichen Wahnsinn.

Angenommen die Herausforderungen sind alle gemeistert (was sie derzeit nicht sind), die Fusion kommt nicht zum erliegen, gibt es ein Problem das technisch kaum oder schwer zu lösen sein wird: Jahrelanger Beschuss der Reaktorwand durch Neutronen führt dazu, dass die Reaktorwand (das Metall) beschädigt wird.

..es wird zudem radioaktiv werden, zwar nicht stark radioaktiv und mit einer viel geringeren Halbwertszeit als z.B. Uran, aber irgendwann muss die Anlage „entsorgt“ werden und bei diesem Ausmass kein zu unterschätzender Faktor.

Das grösste Kritik-Argument (meiner Ansicht nach) sind die Kosten und schlechten Prognosen was künftige serienreife Anlagen angeht. ITER soll 500MW Überschuss liefern (sofern alles glatt geht..irgendwann) Das ist zu wenig, ein Kraftwerk dieser grösse müsste Megawatts liefern, da die Material/Baukosten enorm sind.

Was einem zu denken geben sollte ist die "Scaling-Law", dieses Tokamakprinzip lässt sich leider nicht verkleinern. Dank Optimierung und eine etwas bessere Plasmadichte lässt sich die Fusionsrate und damit die Leistung zwar etwas steigern, aber das hat schnell eine Limite. Es liegt am Tokomak Prinzip selbst; riesige Supraleitende Spulen, ein grosser Torus-Durchmesser sind zwingend. für viel mehr Leistung müsste die Anlage noch schwerer und grösser werden als Iter es ist.

Kritik an Iter ist im Netz erstaunlich wenig zu finden. Es gibt Kritik von grünen Parteien, wenn ich mir die Texte durchlese, sind die meisten tendenziös und gegen „Atomkraft“ jeglicher art.

Iter-Kritik kommt jedoch zunehmend von der Wissenschaft selbst, z.B. 2010 Physiknobelpreisträger „Georges Chapak” Nobelpreisträger fordert Ende für ITER | Energie und Klimaschutz | EurActiv.de

Geplant, aber noch längst nicht beschlossen bzw. die Gelder gesprochen für ITER's Nachfolger "DEMO". Iter wird keinen Strom produzieren, Demo soll der erste Fusionsreaktor sein welcher Strom ins Netz einspeist..sofern er gebaut wird und funktioniert; dem Zeitplan stehe ich kritisch gegenüber DEMO ? Wikipedia

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Richtig spannend wird meiner Meinung der nächste Teil, es gibt einige sehr interessante Alternativkonzepte und Informationen aus anderen Quellen. To be continued..

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Kleinprojekte (Alternativen)

Der Fusor
Was würdet ihr denken, wenn euch einer erzählt, dass er zu Hause einen Kernfusionsreaktor hat der Deuterium in Helium-4 fusioniert? Unmöglich, Spinner? Genau das aber ist möglich, für ein paar tausend Euros können die benötigten Apparaturen gekauft werden.

Fansworth-Hirsch Reaktor oder auch FUSOR bezeichnet, ist ein funktionierendes einfaches Fusionsgerät. Siehe Wiki-Eintrag, leider nur auf Englisch verfügbar, wir werden aber gleich weiter unten mehr darüber erfahren anhand eines praktischen Beispiels. Fusor - Wikipedia, the free encyclopedia

Der nachfolgende Fusor wird von "bionerd23" aka Illy Sommer präsentiert. Eine ehemalige Studentin aus Berlin. Hobby und Obsession: Radioaktivität. Hat ziemlich profunde Kenntnisse auf diesen Gebieten, insbesondere Messtechnik, und Zugang zu Equipment, den nicht jeder hat. Eine ziemlich beeindruckende Frau.

Zurück zum eigentlichen Thema. Schaut euch das Video an. Ich habe diese Beschreibung zum Video gemacht, weil das Video leider auf Englisch ist.

Deuterium wird in einem sehr starken Vakuum (ca. 10-7 Torr) und mithilfe hoher Spannung (hier bis zu 54k Volt) erhitzt und zu Plasma, indem es die Elektronen verliert. Durch die Elektronen entsteht Strahlung (X-Rays). Durch Hitze, magnetische Felder und den schnellen Teilchenbewegungen in der Vakuumkammer fusionieren einige Deuterium Atome zu Helium-4 (HE-4).

Das entstandene HE4 ist etwas instabil, ein Teil davon bleibt He4 und einige He4 Atome zerfallen in He3 (2Proton+1Neutron) oder in Tritium (1Proton+2Neutron). Entsteht ein He3, wird ein Neutron mit rund 2MeV (Mega Electon Volt) frei, trifft dieses Neutron auf ein Hindernis (Atom), wird Gammastrahlung frei (Y-Ray)

Damit die schnellen 2MeV Neutronen aber besser absorbiert werden können, werden sie verlangsamt, indem sie Wasserstoffatome durchqueren müssen. Die Neutronen verlieren dabei Energie und haben jetzt nur noch 0.025eV. Die langsamen (thermischen) Neutronen treffen auf Silberisotop Atome. Das Silber wird dabei leicht radioaktiv, einige Silberisotop-Atome werden instabil und zerfallen in ein anderes Element; in Cadmium!

Was wir hier also haben ist Fusion von Deuterium in Helium4, Bildung von Tritium und Helium3, Strahlung infolge Elektronen (X-Rays) und Neutronen (Y-Rays) sowie Transmutation von Silber in Cadmium.

homemade fusor (nuclear fusion reactor) - neutron and x-ray radiation, silver activation - YouTube

Das Problem am FUSOR ist, dass die Fusionsrate viel zu gering ist, das meiste geht in Form von Strahlung verloren. Viel zu gering bedeutet um Faktoren zu gering, 100'000 oder mehr. Es lässt sich mit einem Fusor dieses Prinzips KEINE Netto Energie durch Fusion gewinnen.

Das Konzept aber ist interessant und das hat ein Dr. Robert W.Bussard erkannt und den FUSOR weiterentwickelt.

Der Polywell
die aus Star Trek „Bussard Kollektoren“ tragen den Namen tatsächlich von Robert Bussard, weil er u.a. für die Raumfahrt an Ramjets, interstellaren Antrieben Forschte, wurde sein Name verwendet. Bussard ist leider im Jahre 2007 verstorben. Wiki-Eintrag: Robert W. Bussard ? Wikipedia

Für das Militär und Forschungsgeldern der DARPA, hat Bussard auch den sog. Polywell entwickelt, den wir uns nun genauer ansehen werden. Es gibt leider keine neusten Daten zu den Prototypen, da das meiste unter Verschluss gehalten wird.

Die Apparatur besteht aus sechs Ringförmigen Elektromagneten, die zu einem „Würfel“ verbunden sind. Nun werden Elektronen dazugegeben, diese folgen den Magnetfeldlinien. Mit der Zeit sammeln sich in der Mitte Elektronen an. Nun wird Deuterium dazugegebn, auch diese folgen den Magnetlinien und bleiben irgendwann in der Mitte hängen. Was das Video schlecht zeigt, Deuterium-Atome werden in der Mitte von Elektronen eingeschlossen und sie werden mit sehr hoher Geschwindigkeit in die Mitte geschleudert, wobei es bereits bei einem allfälligen Zusammenstoss zwischen zwei Atomen zu einer Fusion kommen kann. Folgendes Video zeigt auf einfach Weise die Funktion eines Polywell
IEC Fusion for Dummies v5.7 - YouTube

Im Jahr 2006 (kurz vor seinem Tod) hielt Robert Bussard bei Google TechTalks einen Vortrag über den Polywell. Ich glaube ohne Erlaubnis seines Arbeitgebers, aber das war ihm denke ich egal, weil er wusste dass er nicht mehr lange leben wird. Das Video ist hier zu finden
Should Google Go Nuclear? Clean, cheap, nuclear power (no, really) - YouTube

Kritik
Der WB6 hatte einen Durchmesser von nur 30cm. Seither wurde der WB7 und glaube bereits der WB8 gebaut, mit 1000x oder mehr Fusionsraten, aber immer noch VIEL zu gering..aber es geht immerhin stetig etwas aufwärts. Die Geringe Fusionsrate ist das Problem, die Verluste sind noch zu hoch, die Ionen kollidieren zu selten.

Mögliche Chancen
Die Materialkosten sind sehr niedrig, die Abmessungen relativ klein. Bussard sagte 2006, dass eine Berechnung der Teilchenströme und damit eine Optimierung durch Simulationen aufgrund der Komplexität bzw. Rechnerpower nicht zu bewältigen sei. Doch genau hier könnte er sich irren, denn dieses Konzept könnte sich hervorragend eignen für Simulationen. Die Rechenleistungen steigen von Jahr zu Jahr stark an..nur ein kleines Beispiel: Fusion Particle Simulation with CUDA - YouTube

Polywell Links
Polywell - Wikipedia, the free encyclopedia
History
Bussard?s EMC2 Fusion Contracts Extended | New Energy and Fuel
Talk-Polywell.org ? Index page

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Focus Fusion
Die von der Firma LPP weiterentwickelte Focus Fusionsgerät, stammt ursprünglich von der NASA. Ionentriebwerken; Teilchen die mit extrem hoher Geschwindigkeit austreten und dadurch einen Rückstoss erzeugen, was sich als Raumschiffsantrieb eignen kann. Die NASA hat bis 2001 in diesem Zusammenhang auch auf dem Gebiet der Fusion geforscht. Ab 2001 gab es einen Wechsel; Gelder wurden gekürzt und die NASA zog sich aus Fusionsbereich zurück.

Eric Lerner CEO und Hauptakteuer dieser Forschung, hat ein NBA in Physic (aber keinen Doktortitel) Er ist bzw. war ein bekannter Science Autor und beschäftigte sich früher mit Astropysics. Er schrieb u.a. dies:

http://www.aip.org/tip/INPHFA/vol-6/iss-5/p16.pdf

Er hat die NASA Forschung weiter entwickelt. Start war Googles Techtalk, danach erhielt er auch einige Gelder um die Forschung weiterzuführen mit der Firma Lawrenceville Plasma Physics (LPP), das war 2007

http://www.youtube.com/watch?v=yhKB-VxJWpg

2009 baute LPP ihr eigenes Focus Fusionsgerät FoFu-1, kosten unter einer Million Dollar und verkündete, dass mit dem Gerät die erste FocusFusion gelungen sei.

2012 publizierte Lerner im im Peer Revied Journal "Physics of Plasmas" eine Rekordtemperatur von 1.8 Millionen Grad mit dem FoFu-1. 2012 war diese Publikation "most read article" http://focusfusion.org/index.php/sit...11_2013_report

Im Jahr 2012 hielt LPP auch eine Präsentation bei Ernst&Young

http://www.youtube.com/watch?v=OM4talPKvtU

Das Funktionsprinzip ist schnell erklärt. Eine kurze aber heftige Entladung aus einer Kondensatorbank wird in einer Vaakuumkammer die mit etwas Gas gefüllt ist auf einen Punkt focusiert, dabei wird das Gas zu Plasma indem es die Elektronen verliert. Es gibt hier keine Spulen welche ein Magnetfeld erzeugen. Wenn wir uns erinnern; durchfliesst Strom eine Plasmasäule, entstehen starke elektromagentisches nach innen gerichtete Felder, welche Komprimieren, es "pincht". d.h. das Plasmagas wird durch den Z-Pinch stark komprimiert.

Elektrizität hat den Vorteil, dass die Energie quasi beliebig stark gebündelt/focusiert werden kann. Das Plasma heizt sich auf, wird durch Magnetfelder komprimiert und es bildet sich ein Plasmoid. Wie ein Plasmoid aussieht, ist in der Animation ersichtlich. Das einfachste Beispiel kann man selbst in einer Mikrowelle nachbauen, da Feuer bereits Plasma ist und die Mikrowellenenergie aufnimmt, formt sich das Plasma zu einer Kugel d.h. sog. Plasmaoid, was u.a. auch eine Rolle spielt bei Kugelblitzen (die es nach Meinung einiger nicht gibt, das ist ein umstrittenes Thema, andere gehen davon aus, dass Kugelblitze gibt)

http://www.youtube.com/watch?v=lHLXVL8zpgM

Diese Kugel ist im Fusionsgerät natürlich stark komprimiert durch den Z-Pinch Effekt. Durch hohe Kompression und Hitze, zerstört sich das Plasmoid selbst, indem entlang der Achse in die eine Richtung mit hoher Geschwindigkeit die Ionen fliegen und in die entgegengesetzte Richtung die Elektronen, es kommt zur Fusion.

Die Idee ist, das Gerät mit Boron und Wasserstoff zu betreiben d.h. Aneutronic Fuel. Fusioniert das Proton (Wasserstoffatom H1) mit dem Boron-Atom (B11), ergibt sich daraus Carbon12, durch einen Sekundareffekt ergibt sich aus dem Carbon drei Helium-4 Atome.

Helium-4(2 Protonen + 2 Neutronen)tragen kinetische Energie, es sind bewegende positiv geladene Teilchen und können deswegen direkt in Strom gewandelt werden. Bei der Fusion enstehen keine (fast keine^^) Neutronen, deswegen auch das Wort "Aneutronic Fusion". Dieser Helium-4 Ionenbeam, soll durch eine Spule geleitet werden, durch Induktion entsteht Elektrizität, das Prinzip eines Transformators. Der Weg über Wasser-Dampf-Turbine-Generator entfällt komplett, somit wird das Gerät viel kleiner und sehr Kostengünstig.

Fazit, Aussichten, einige Gedanken
Im Netz wenig zu finden, weil dies ein sehr sepzialisiertes Gebiet ist, gibt es wenig KnowHow und Wissenschaftler die sich äussern können. Tatsache scheint zu sein, dass über eine Milliarde Grad erreicht werden und Temperatur nicht mehr das Problem ist. Das Gerät fusioniert, aber liefert noch keine Nettoenergie. Die Frage ist ob es soweit verbessert werden kann.

Focus Fusion ist mein Lieblingskind^^ "Aneutronic Fusion" galt als Wunschtraum, kaum wer dachte, dass es jemals möglich sein kann. anhand des Lawsen-Kriterium, sind die Bedingungen für eine weitesgehnd Neutronenlose wie P+B11 Fusion rund 45x mal höher als bei einer Deuterium-Tritium Fusion

ABER: die Z-Machnine erreichte bereits über 2 Milliarden Grad (explosionsartigen verdampfung von Wolframdrähten) Das FocusFusionsgerät FOFU-1 der Lawrenceville Plasma Physics (das gerade mal die Grösse einer Garagenbox aufweist), erreichte nach dem Z-Pincheffekt (Entladung aus Kapazitatorbank), eine Fusion bei 1.8 Milliarden Grad (peer revied)

Die drei Hauptfaktoren; Temperatur, Einschlusszeit und Dichte(Druck) müssen erreicht werden, wobei LPP sagt, dass zwei von drei Bedingungen sie bereits erreicht haben, derzeit das Problem noch bei der ausreichenden Dichte liegt. Siehe "President’s Council of Advisors on Science and Technology (PCAST)" ab 10min30s

http://www.tvworldwide.com/events/pcast/120525/default.cfm?id=14615&type=flv&test=0&live=0

Wobei man hier nicht unerwähnt bleiben darf, dass auch bei LPP eine Menge Fragen und ungelöste Probleme bleiben, u.a. die Verluste müssen minimiert werden. Rund 40% geht alleine in Form von Bremsstrahlung "verloren" LPP will die primär harten X-Rays durch ne art Multilayer HighTech Photovoltaik Zellen mit einem Wirkungsgrad von bis 40% in Strom wandeln. (müssten dann über hundert schichten sein) Der beste "Shot" beim LPP Gerät FocusFusion-1 erreichte ein sechstel Fusionsleistung, verglichen mit der Inputenergie. Es fusioniert, aber noch kein Nettogewinn, es muss weiter optimiert werden.

Eine weitere offene Frage ist meiner Ansicht nach der gepulste/getaktete Betrieb, Das FocusFusionsgerät soll als Endprodukt in etwa 200x pro Sekunde feuern, die Frage ist, ob diese Taktraten realistisch sind.

Alles in allem, wenn die Geräte je mit Aneutronic Fuel betrieben werden sollen, dabei auch ein Nettogewinn rauskommen kann/wird?!

Lawrenceville sagt JA, aber nur mit HighTech Designs/Engineering z.B. der Ionbeam muss mit einem Wirkungsgrad von min. 80% in Elektrizität gewandelt werden können. Angeblich sollen bereits 87% theoretisch errechnet worden sein.

Tri-Alpha (Paul Allen), Polywell, Focus-Fusion der Lawrenceville Plasma Physic (ehemals NASA JPL Forschung) träumen von einer Aneutronic Fusion, bisher ist eine solche Fusion nur mit einem Laser im Labor geglückt.

Bei allen drei aber Fusioniert es bereits zwar nicht mit Anneutronic sondern mit konventionellem Treibstoff..was man von der Laserfusion aber nicht sagen kann, bisher ist auch im weltgrössten und Milliardenteuren NIF noch KEINE einzige Laserfusion geglückt, traurig aber wahr^^

Das Problem an der Sache bei einigen Projekten sind nicht die Ideen, es gibt brillante Köpfe und innovative Designs, die es wert wären weiter verfolgt zu werden. Das Problem sind leider teilweise fehlende Investitionen u.a. bei LPP's FocusFusion. Die Firma LPP hat derzeit zu wenig Geld um den nächsten Prototypen zu bauen. Projekte anderer stecken noch in einer Schublade oder es gibt nen Labor-Reaktor, aber es würden einigen Millionen mehr benötigt um voran zu kommen.

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MTF, Fusions-Raumantrieb
Magnetized Target Fusion, Das Konzept der "Los Alamos National Laboratory" soll gute Fortschritte erzielt haben, was eine bemannte Marsmission etwas näher rücken lässt

General Fusion | Science | Magnetized Target Fusion
Magnetized target fusion - Wikipedia, the free encyclopedia
Magnetized Target Fusion

http://www.youtube.com/watch?v=5aiVPJo2suw

Lockheed Martin Fusion Reactor
Der US-Rüstungskonzern "Lockheed Martin" (Umsatz von rund 50 Milliarden Dollar)
---> http://www.lockheedmartin.com

Baut Kampfjets, Schiffe, Panzerfahrzeuge und ist u.a. in der Raumfahrttechnik tätig. Der 1966 entwickelte und 1998 außer Dienst gestellte legendäre Mach-3 Flieger SR-71 Blackbird http://de.wikipedia.org/wiki/Lockheed_SR-71 stammt u.a. aus der Ideenschmiede "Advanced Developement Programs (ADP)" von Lockheed. Neuste Kampfjets sind F-22 Raptor und F-35. Die Abteilung erhielt den Übernamen "Skunk Works" http://de.wikipedia.org/wiki/Lockhee..._Projects_Unit

Am 7 Feb. 2013 verkündete Dr. Charles Chase bei Google dies:

Ein kompaktes 4te Generation-Fusionsgerät ist in der Entwicklung. Damit aber nicht genug, die Daten und der verkündete Zeitplan lassen aufhorchen:
-->2017 ein kompaktes, (z.B. 2x2x4 Meter) 100 Megawatt Deuterium-Tritium Fusionsgerät (Prototyp)
-->ab jetzt in 10 Jahren ein komplett Serienreifes Produkt!

Würde diese Info von irgend einer kleinen/unbekannten Firma stammen, wäre die Meldung nur eine Lachnummer wert...Aber jetzt fragt sich vermutlich die halbe Welt, was genau Lockheed vor bzw. im Ärmel hat..oder es nur ein "politischer" Schachzug ist..aber wer würde es wagen die Glaubwürdigkeit einer solchen Firma aufs Spiel zu setzen?

Skunks Works Projektleiter Dr. Charles Chase sagte: Wir haben einen "brand new way" gefunden für ein Fusionsgerät. Es gib leider nur wenige Informationen, nur was die Presse berichtet hat und das Video von Charles Chase:

http://www.fusenet.eu/node/400

https://www.solveforx.com/moonshots/solve-for-x-charles-chase-on-energy-for-everyone

http://ireport.cnn.com/docs/DOC-934454

http://en.wikipedia.org/wiki/High_beta_fusion_reactor

Währendem Martin Lockheed bisher keine weiteren Informationen Preis gibt und die Presse weitgehend schweigt (es sind eh alle Fusionsmüde), laufen in ganz wenigen fachspezifischen Foren Diskussion weiter. Das hier fiel mir besonders auf. Da taucht Thomas McGuire auf, der bei Lockheed ebenfalls auftaucht^^

http://ssl.mit.edu/research/Fusion.html

http://ssl.mit.edu/publications/theses/PhD-2007-McGuireThomas.pdf

Für die Welt besser als Bomben und Kampfjets..drücken wir die Daumen dass daraus was wird!

[xanrof]

Es gibt hier im Forum schon eine ganze Reihe von Threads über die Kernfusion,
da brauchen wir nicht noch einen.

Deswegen habe ich den Beitrag hierher veschoben.

[Mayday]

Crossfire Fusion Reactor
Neulich bin ich auf das hier gestossen. Derzeit NUR EIN KONZEPT. Grundlage dafür waren Fusor,Polywell und andere Konzepte ggf. könnte auch ein Z-Pinch eine Rolle spielen. Auch hier wird von Aneutronic Fuel gesprochen https://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion weil errechnete Daten ergaben, dass bis 600keV möglich wären..das wären dann so rund 7 Milliarden Grad^^

Der Reaktor soll sehr Energiesparsam im Verbrauch sein, innovativer Anordnung elektromagentischer Felder, supraleitende Spulen die gepulst betrieben werden und so immerzu Energie in das Plasma pumpen können. Die Rede ist u.a. von super HighVoltage, mehrere Million Volt. Wände welche die Strahlung wieder zurück in das Plasma reflektieren und somit Verluste minimiert.

Einige Links die ich dazu fand:
Aneutronic Fusion Reactor
File:CrossFire Nuclear Fusion Reactor.png - Wikipedia, the free encyclopedia
User:Rbrtwjohnson/CrossFire Fusion Reactor - Wikipedia, the free encyclopedia
Ferreira's Fast Fusion Frigate | Energy
CrossFire Fusion Reactor , thoughts? - Orbiter-Forum

Vielleicht schafft eines der Konzepte den Durchbruch, umso mehr es gibt, desto grösser die Chance, vielleicht aber auch keines..es sollte zumindest versucht werden, mit allen Mitteln. Martin Lockheed's Ankündigung existiert da auch noch.

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Es gibt hier im Forum schon eine ganze Reihe von Threads über die Kernfusion,
da brauchen wir nicht noch einen.

Sorry, ich habe die SuFu benutzt, aber fand kaum was, aber das lag wohl an mir..nunja etwas für die Sammlung..kann auch nicht schaden

[Spocky]

Es gibt hier im Forum schon eine ganze Reihe von Threads über die Kernfusion,
da brauchen wir nicht noch einen.

Deswegen habe ich den Beitrag hierher veschoben.

Hätte sich auch gut in "Einige Klarstellungen zur Physik" gemacht

[Mayday]

Am 11 Juni 2013, fand bei Google’s "Solve For X" eine Fusion Brainstorming Konferenz statt. Teil genommen haben u.a. die Lawrenceville Plasma Physics Inc. und drei andere Forschungsfirmen: Tri-Alpha Corporation (Sponsor Microsoft Gründer Paul Allen), General Fusion, und ein Projekt das gefördert wird vom giganten Lockheed-Martin *wink*. Ausserdem nahmen neun Akademie Fusions Experten aus nationalen Fusionslabors Teil: Princeton Plasma Physics Laboratory, MIT, the University of Wisconsin, and UCLA. Das hier ist ein (Audio) Video des Vormittags bei Google als Eric Lerner sprach. Siehe solve for X Webseite oder Youtube

https://www.solveforx.com/moonshots/aneutronic-fusion

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=1h0y4jwn7DM#at=12

Die Teilnehmer sollen bestätigt haben, dass LPP mit ihrem Focus Fusion Gerät derzeit die besten Resultate erzielt (Aussagen basieren auf dem Bericht von LPP): LPP at Google's Solve for X Conference - still leading the field

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Grundlagenforschung; Z-Pinch Effekt unter der Lupe, verwendet wird ein Plasma Focus Gerät ähnlich dem von LPP, Aufnahmen und Computersimulationen. Das Projekt geschieht im Auftrag der DARPA, eine Million Dollar wurden dafür locker gemacht https://str.llnl.gov/july-2013/tang

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Wenn Ionen ihre Energy an Elektronen abgeben (diese aufheizen) ist das schlecht, weil es zu Energiereicheren X-Rays führt, was in Form von Strahlung als Verlust verloren geht. 2003 ging LPP davon aus, dass ihr Magnetfeld um Faktor 10'000 stärker sein müsste für Netto Energie. Quanteneffekt; dadurch würden die Ionen besser auf die Magnetfeldlinien gezwungen und sie so von den Elektronen fern bleiben.

Nun aber will LPP folgendes festgestellt haben; umso mehr Atome fusionieren d.h. die Fusionsrate zu nimmt, desto stärker wird auch das Magnetfeld. Das Hauptproblem soll ja derzeit die nötige Plasmadichte sein um Nettoenergie liefern zu können. Stimmen diese neuen Berechnungen, wäre die Dichte nun nicht mehr 10'000fach zu schwach, sondern "nur" noch 3'000fach. LPP gibt an, dass zwei von drei Faktoren für den Betrieb mit Aneutronischem Treibstoff bereits erfüllt sind; Temperatur (über 1.5 Milliarden Grad) und die Einschlusszeit betrage rund 20ms (getakteter Betrieb 200-300Hz wird angestrebt). Das Ziel einer Fusion mit Aneutronic Fuel http://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion
mit Nettoenergie also Überschuss rückt damit ein grosses Stück näher.

http://lawrencevilleplasmaphysics.com/index.php?option=com_lyftenbloggie&view=entry&year=2013&month=08&day=07&id=101:moving-the-goal-posts-closer-quantum-herding-&Itemid=90

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Da gibt es tiefgehendere Einsichten Fragen/Antworten zum FocusFusion Device, die in bisherigen Videos von LPP nur halb oder nicht angesprochen wurden. Das Publikum besteht primär aus Fusionsexperten (MIT,University of Wisconsin,UCLA) dementsprechend tiefgehender sind die Fragen. Leider ist Audio der Fragensteller nicht immer gut verständlich

[xanrof]

Wie es scheint, hat man an der National Ignition Facility (Kalifornien) einen kleinen Durchbruch in Sachen Kernfusion erreicht.

Dort versucht man, über ein etwas alternatives Vorgehen der Kernfusion näher zu kommen.
Mit einem sehr starken Laser, der in 192 Einzelstrahlen aufgespalten wird, wurde versucht, eine sehr kleine Menge Wasserstoff, die in einer Kapsel eingeschlossen ist, auf eine Temperatur zu erhitzen, bei der Fusionsprozesse starten.

Demnach gelang wohl nicht nur das, sondern man hat auch eine größere Energiemenge als Output gemessen als ursprünglich durch den Laser in das System eingebracht wurde. Allerdings wurde damit (noch) keine selbsterhaltende Reaktion erzeugt.
Von einer praktischen Anwendung ist man durchaus noch einige Schritte entfernt.

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-24429621

Übrigens: In dieser Einrichtung fanden auch Dreharbeiten zu ST-Into Darkness statt:
der Maschinenraum/Warpkern der Enterprise!

[Mayday]

Kernfusion News

Kernfusion NEWS

Wir wollen doch auch noch tiefer ins Sonnensystem reisen und ein Tokamak wird nie abheben, weil er zu schwer ist. Zum Beispiel aber Focus Fusion schon. Scheinbar schielt die NASA nun wieder auf FocusFusion Dr Rob Adams talks with Hailey Bright About Fusion Propulsion | Icarus Interstellar

Nach den google Techtalks 2007 der Lawrenceville Plasma Physics
Focus Fusion: The Fastest Route to Cheap, Clean Energy - YouTube

Ist einige passiert, es wurde ein FocusFusion Gerät gebaut und damit eine 1.8 Milliarden Grad heisse Fusion erreicht. Was in bisherigen Videos von LPP nur halb oder nicht angesprochen wurde ist in diesem Video erklärt. Das Publikum besteht primär aus Fusionsexperten, Leute u.a. auch vom MIT sind anwesend, dementsprechend tiefgehender sind die Fragen. Leider ist Audio der Fragensteller nicht immer gut verständlich

https://www.youtube.com/watch?v=bDzZwVtMxg8

"Nature" gilt (nebst der US-amerikanischen "Science") als weltweit angesehenste Zeitschrift für Naturwissenschaften, hat das veröffentlicht: "Two-laser boron fusion lights the way to radiation-free energy" Two-laser boron fusion lights the way to radiation-free energy : Nature News & Comment

Kein Durchbruch Netto Energie..aber Aneutronic Fusion http://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion works! Am Schluss steht dies (nicht Wort für Wort übersetzt) "Die Studie ist nicht gedacht um einen Durchbruch für Netto-Energie zu schaffen, aber Miniaturisierung/Verbesserung von Lasern und die Einfachheit, dass nur zwei Laser benötigt werden, macht dieses Konzept als künftige Energiequelle praktikabel.

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Ältere aber hochinteressante NEWS
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Der US-Rüstungskonzern "Lockheed Martin" ---> Lockheed Martin · Lockheed Martin macht pro Jahr einen Umsatz von rund 50 Milliarden Dollar.

Lockheed baut Kampfjets, Ausrüstung, Schiffe, Panzerfahrzeuge und ist u.a. in der Raumfahrttechnik tätig. Der 1966 entwickelte und 1998 außer Dienst gestellte legendäre Mach-3 Flieger SR-71 Blackbird Wikipedia: Lockheed_SR-71 stammt u.a. aus der Ideenschmiede "Advanced Developement Programs (ADP)" von Lockheed. Die Abteilung erhielt später den Übernamen "Skunk Works" Lockheed Advanced Development Projects Unit ? Wikipedia

Am 7 Feb. 2013 verkündete der ADP-Abteilungschef Charles Chase bei Google dies:

Ein kompaktes 4te Generation-Fusionsgerät ist in der Entwicklung.
Damit aber nicht genug, die Daten und der verkündete Zeitplan lassen aufhorchen:

-->2017 ein kompaktes, (z.B. 2x2x4 Meter) 100 Megawatt DT-Fusionsgerät (Prototyp)
-->ab jetzt in 10 Jahren ein komplett Serienreifes Produkt!

Würde diese Info von irgend einer kleinen/unbekannten Firma stammen, wäre die Meldung nur eine Lachnummer wert!

...Aber jetzt fragt sich vermutlich die halbe Welt, was genau Lockheed vor bzw. im Ärmel hat..oder es nur ein "politischer" Schachzug ist..aber wer würde es wagen die Glaubwürdigkeit einer solchen Firma aufs Spiel zu setzen?

Dr. Charles Chase sagt: Wir haben einen "brand new way" gefunden für ein Fusionsgerät. Es gib dazu leider nur wenige Informationen:
A self-tuning feedback mechanism whereby the magnetic field increases the farther out that the plasma goes
Novel magnetic field configuration that has very few open field lines compared to tokamak design
Very "good arch curvature" of the field lines
The system has a beta of about 1
System is working with D-T fuel

Links
Lockheed Martin announces compact Fusion Reactor plans | FuseNet

https://www.solveforx.com/moonshots/solve-for-x-charles-chase-on-energy-for-everyone

Fusion: Power, Water, Food, soon! - CNN iReport
High beta fusion reactor - Wikipedia, the free encyclopedia

Update:
Währendem Martin Lockheed bisher keine weiteren Informationen Preis gibt und die Presse weitgehend schweigt (es sind eh alle Fusionsmüde), laufen in ganz wenigen fachspezifischen Foren Diskussion weiter. Das hier fiel mir besonders auf. Da taucht Thomas McGuire auf, der bei Lockheed ebenfalls auftaucht^^

MIT Space Systems Lab

http://ssl.mit.edu/publications/theses/PhD-2007-McGuireThomas.pdf

Es kann nur spekuliert werden, aber der SkunkWorks High Beta Reactor könnte was damit zutun haben, IEC, eine art Polywell (Robert W.Bussard) Polywell ? Wikipedia

[Spocky]

Erstmals mehr Energie durch Kernfusion gewonnen, als zuvor hineingesteckt:

Fortschritt auf dem Weg zur Kernfusion | ZEIT ONLINE

Man ist zwar noch weit weg von der kommerziellen Nutzung, aber die Richtung stmmt

Dazu das Nature-Paper:

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature13008.html

[xanrof]

Vielleicht muss man auch erstmal noch etwas skeptisch sein.

Ich hab in nem anderen Blog gelesen, daß für diese Energie-Differenz Rechnung als Input nur die Energiemenge genommen wurden, die tatsächlich durch die Laser im Reaktionsbereich ankam.
Da aber Laser eine hohe Verlustrate haben, soll die tatsächlich aufgewendete Energie der gesamten Anlage (inklusive massiver Kühlungen, Computer, etc) die gewonnene Energie immer noch um ein sehr großes Vielfaches übersteigen.

Hab aber jetzt keinen Link; und auch nicht die oben verlinkten Artikel gelesen...

EDIT: Seh grad, im Zeit-Artikel wird es auch erwähnt.